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河南宏泰窯爐耐火材料有限公司

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耐火磚|耐火球新聞
編輯:admin   分類:耐火磚|耐火球新聞   發(fā)布:2019-02-19 15:20:57   瀏覽:次

  1 前言
  漢鋼2280m3高爐2012年8月投產(chǎn),設(shè)計年均利用系數(shù)2.4t/(m?.d),設(shè)計高爐壽命15年。高爐采用適當(dāng)矮胖、適宜強(qiáng)化冶煉的操作爐型,磚壁合一薄內(nèi)襯全冷卻壁結(jié)構(gòu),在高熱負(fù)荷區(qū)域等關(guān)鍵部位采用銅冷卻壁;高爐冷卻系統(tǒng)采用聯(lián)合全軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。
  1.1 高爐底缸結(jié)構(gòu)
  內(nèi)襯設(shè)計時充分考慮高爐各部位不同的工作條件和侵蝕機(jī)理,有針對性的選用耐火材料,并在結(jié)構(gòu)上加強(qiáng)耐火磚襯的穩(wěn)定性。如圖1所示,爐底第1層滿鋪國產(chǎn)超高導(dǎo)石墨磚,高度400mm; 第2、3層滿鋪國產(chǎn)微孔碳磚,總高度800mm;第4、5層中心砌筑國產(chǎn)微孔碳磚(直徑φ9400mm)、外側(cè)砌國產(chǎn)超微孔碳磚,高度800mm;第6、7層立砌楔形剛玉莫來石磚,總高度800mm;整個爐底砌體高度2800mm。爐缸側(cè)壁外側(cè)第6~10層采用國產(chǎn)超微孔碳磚,總高度2000mm,爐缸側(cè)壁外側(cè)第11~18層采用國產(chǎn)微孔碳磚(其中:第11~14層每個鐵口通道區(qū)域采用超微孔碳磚,范圍2000x1600mm),總高度3300mm,爐缸側(cè)壁內(nèi)側(cè)陶瓷杯采用小塊塑性相剛玉磚,總高度4500mm。
  1.2 高爐冷卻系統(tǒng)設(shè)計
  高爐采用聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng),將冷卻壁、爐底、風(fēng)口小套、中套、直吹管、熱風(fēng)閥、倒流休風(fēng)閥通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合在一個系統(tǒng)中。具體方案是:從軟水泵站出來的軟水在爐前一分為二,其中冷卻爐底550m3/h,冷卻壁直冷管3200m3/h,兩者回水進(jìn)入冷卻壁回水總管,從冷卻壁回水總管出來的軟水一分為三,一部分經(jīng)高壓增壓泵增壓,供風(fēng)口小套使用;另一部分經(jīng)中壓增壓泵增壓,供風(fēng)口二套、直吹管、熱風(fēng)閥使用;兩者回水與多余部分一起回到總回水管,經(jīng)過脫氣罐脫氣和膨脹罐穩(wěn)壓,最后回到軟水泵房,經(jīng)過二次冷卻,再循環(huán)使用。
  圖1 2280m3高爐爐缸內(nèi)襯結(jié)構(gòu)
  1.3 爐缸側(cè)壁溫度升高情況
  2018年2月爐缸標(biāo)高9.394m 07B點溫度650-720℃,10.196m 07B點溫度520-570℃,07B點在18#、19#風(fēng)口下方;9.394m05B點溫度670-700℃,05B點在12#、13#風(fēng)口下方,關(guān)鍵點爐體溫度變化趨勢見圖2。從標(biāo)高9.394m、10.196m處反映出來的問題,說明爐缸區(qū)域碳磚環(huán)狀侵蝕已形成。根據(jù)B點熱電偶插入深度890mm進(jìn)行測算,標(biāo)高9.394m處陶瓷杯已完全侵蝕,碳磚剩余厚度740mm,已嚴(yán)重威脅到高爐的安全生產(chǎn),按照2#高爐的全壽命管理應(yīng)以該區(qū)域的侵蝕管理為重點。
  2 爐缸側(cè)壁溫度升高原因
  2.1 焦炭質(zhì)量差
  焦炭質(zhì)量好壞直接決定爐缸透氣性和透液性,尤其在死鐵層氣流影響弱,鐵水流動對爐缸側(cè)壁溫度影響有巨大作用。主要表現(xiàn)在焦炭灰分高,反應(yīng)后強(qiáng)度低,使高爐下部死焦堆焦炭粒度變小,焦柱氣孔度變差,影響高爐鼓風(fēng)的穿透。并導(dǎo)致死焦柱透液性差,死焦柱沉坐在爐底,鐵水環(huán)流對爐缸側(cè)壁和爐缸爐底交界部位的沖刷作用加劇,在鐵口中心線以下,導(dǎo)致爐缸側(cè)壁和爐缸爐底交界處產(chǎn)生嚴(yán)重的象腳侵蝕。漢鋼2號高爐全部使用外購搗固水熄焦,質(zhì)量較差,焦炭質(zhì)量變化趨勢見圖3,如圖所示M40在2018年1-3月呈下降趨勢,含沫在2018年1-3月顯著增加。
  2.2 爐缸冷卻壁與碳磚間存在氣隙
  爐缸傳熱過程簡單來講熱量通過陶瓷杯、炭磚、搗打料傳給冷卻壁,由冷卻水帶走熱量,部分熱量再由冷卻壁傳給爐殼由大氣帶走,因此爐缸由內(nèi)到外導(dǎo)熱系數(shù)越來越高。當(dāng)爐襯與冷卻壁之間存在氣隙,兩者失去關(guān)聯(lián)性,傳熱受到阻礙,局部炭磚熱量無法及時導(dǎo)出,致使炭磚熱面溫度升高,炭磚無法給對應(yīng)部位的陶瓷杯提供保護(hù),局部陶瓷杯被侵蝕掉,鐵水直接接觸炭磚。冷卻壁水溫差監(jiān)控系統(tǒng)便顯示鐵口區(qū)域水溫差偏高,經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重串煤氣現(xiàn)象,歷次檢修期間均采取灌漿處理,但效果不佳。爐缸冷卻壁與碳磚間大量氣隙的存在,導(dǎo)致導(dǎo)熱性嚴(yán)重不足,碳磚熱面熱量不能及時通過冷卻水帶走,難以形成正常厚度的凝鐵層,陶瓷杯破壞后鐵水很容易接觸到碳磚,鐵水溶蝕及滲透加速了碳磚侵蝕。
  2.3 鐵口維護(hù)不到位
  從2017年開始因鐵口區(qū)域串煤氣,使得鐵口難以維護(hù),加之炮泥質(zhì)量影響,導(dǎo)致鐵口工作狀況變差,經(jīng)常出現(xiàn)滲漏和泥包斷裂現(xiàn)象,深度長期在2.6m運行,鐵口深度偏淺和工作不穩(wěn)定,加劇了爐缸鐵口區(qū)域碳磚的侵蝕。
  3 護(hù)爐措施
  為樹立大工藝統(tǒng)領(lǐng)思想,完善監(jiān)管機(jī)制,確保高爐穩(wěn)定、順行、長壽,陜鋼集團(tuán)漢鋼公司及煉鐵事業(yè)部高度重視爐缸工作狀況,多次召開了“高爐穩(wěn)定、順行、長壽”專題研討會及護(hù)爐工作會議,會議形成了指導(dǎo)生產(chǎn)組織、爐料采購、工藝控制等環(huán)節(jié)的備忘錄和預(yù)案。其中包括《高爐穩(wěn)定順行長壽備忘錄》、《漢鋼高爐全壽命生產(chǎn)運行管理辦法》、《漢鋼2#爐護(hù)爐現(xiàn)狀與方案》和《漢鋼公司2#高爐爐缸預(yù)案(執(zhí)行)》等。
  3.1 完善監(jiān)控體系
  為了加強(qiáng)監(jiān)控,對爐缸有故障的4根熱電偶進(jìn)行了修復(fù)(目前還有2根因燒壞無法修復(fù)),爐缸標(biāo)高9.394m~13.499m,共5層,每層8方向16個點,共80個熱電偶測溫點;加裝爐殼測溫裝置200個點;完善在線水溫差熱流強(qiáng)度監(jiān)測點共計280個(1至3段冷卻壁每段84個,每塊冷卻壁2個;4段冷卻壁28個,每塊冷卻壁1個);同時完善爐缸侵蝕模型;實現(xiàn)爐缸區(qū)域全覆蓋監(jiān)控體系。并要求每班對爐缸區(qū)域的爐殼溫度和水溫差進(jìn)行手動監(jiān)測,確保爐殼溫度、水溫差、熱流強(qiáng)度在線檢測系統(tǒng)運行正常,對數(shù)據(jù)、趨勢圖變化提供實時分析和判斷依據(jù)。
  3.2 優(yōu)化工藝操作
  3.2.1 提高焦炭質(zhì)量改善料柱透氣性
  爐缸側(cè)壁溫度升高,一方面是由于爐內(nèi)死料柱的透氣性、透液性變差,致使?fàn)t內(nèi)渣鐵只能從死料柱與爐缸側(cè)壁之間流出,最終導(dǎo)致爐體耐材的侵蝕,通過提高焦炭的冷熱態(tài)強(qiáng)度、提高M(jìn)40,減少焦炭粉末入爐來增加料柱透氣性、透液性,降低死料柱周邊鐵水密度,減少鐵水環(huán)流。
  3.2.2 加入含鈦爐
  料護(hù)生產(chǎn)實踐證明在爐缸受到侵蝕時,采用含鈦爐料護(hù)爐是有效的,可以延長高爐壽命,隨著侵蝕加深應(yīng)增加其加入量,應(yīng)根據(jù)各爐具體情況探求合適的[Ti]含量,控制好鐵水成分及鐵水溫度。在爐缸侵蝕到按控制標(biāo)準(zhǔn)需要護(hù)爐時,最好采取長期加鈦護(hù)爐做法。但隨著含鈦爐料加入量的增加,會影響爐缸的活躍性,嚴(yán)重時會出現(xiàn)爐缸堆積。因此在采取加入含鈦爐料護(hù)爐時要取得護(hù)好爐,同時又要保持爐況順行、穩(wěn)定。漢鋼2號高爐配加含鈦球團(tuán)礦進(jìn)行護(hù)爐,將球團(tuán)礦中含鈦量由0.5%逐步增加到3.5%,生鐵中[Ti]含量由原來的0.05%提高到0.12%以上,取得了良好的效果。
  3.2.3 調(diào)整風(fēng)口進(jìn)狀態(tài)
  縮小爐缸側(cè)壁溫度偏高區(qū)域風(fēng)口面積,并對高爐進(jìn)行堵風(fēng)口作業(yè),其中3月15日至4月25日堵18#風(fēng)口,4月26日利用檢修機(jī)會對12#、13#、18#、19#風(fēng)口由φ115mm縮小到φ110mm;4月27日至5月5日堵13#風(fēng)口。后續(xù)將利用檢修機(jī)會逐步換成加長風(fēng)口,風(fēng)口長度由583mm加長至620mm,使回旋區(qū)向爐缸徑向推進(jìn)。
  3.2.4 爐體灌漿
  在爐體有氣隙的地方進(jìn)行灌漿,堵塞氣隙,能改善傳熱條件,對保護(hù)爐襯、降低溫度,均有突出作用。先對爐底西南、東南、西北、東北、南邊、北邊分別進(jìn)行灌漿,然后再對爐缸進(jìn)行灌漿,有效的堵塞了氣隙。
  3.2.5 強(qiáng)化冷卻
  針對2280m3高爐已到中后期,軟水系統(tǒng)能力不夠,一是將冷卻水流量開到最大,軟水總流量由4250m?/h增加到4400m?/h;二是增加2臺新空冷器,空冷器由原來的12臺增加到14臺,軟水進(jìn)水溫度由43℃降低到40℃;三是對高溫部位進(jìn)行外噴水冷卻。
  3.2.6 加強(qiáng)爐前鐵口維護(hù)
  爐前鐵口操作推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),不斷改善炮泥質(zhì)量,提高鐵口合格率,確保及時出凈渣鐵。目前鐵口深度控制在2900-3100mm,出鐵間隔時間控制在15min以內(nèi),東、西場出鐵基本均勻。兩鐵口出鐵均勻后可減少鐵水環(huán)流對爐缸耐材的侵蝕。
  3.2.7 減少爐內(nèi)漏水
  發(fā)現(xiàn)風(fēng)口小套漏水,要及時組織進(jìn)行更換,對漏水的冷卻壁水管進(jìn)行穿管處理,減少爐內(nèi)漏水對爐缸炭磚的侵蝕。
  4 結(jié)語
 ?。?)爐缸燒穿是煉鐵生產(chǎn)中最嚴(yán)重的安全事故之一,針對同樣的爐缸側(cè)壁溫度高要分析出主要原因,對癥下藥采取有效措施,以達(dá)到延長高爐壽命的目的 。
  (2)在爐缸受到侵蝕時,采用含鈦爐料護(hù)爐是一種重要的措施。
 ?。?)在爐缸側(cè)壁受到侵蝕時,要果斷堵風(fēng)口,并配合縮小風(fēng)口直徑提高鼓風(fēng)動能,發(fā)展中心氣流,對于控制爐缸側(cè)壁溫度升高有較好的效果。
 ?。?)高爐中后期必須想辦法提高其冷卻強(qiáng)度。
  文摘來源:煉鐵夢想家